為什么宇宙微波背景中的一個(gè)巨大“冷點(diǎn)”長期困擾著天文學(xué)家
作者:休閑 來源:時(shí)尚 瀏覽: 【大 中 小】 發(fā)布時(shí)間:2025-11-22 18:01:36 評論數(shù):

為什么宇宙微波背景中的一個(gè)巨大“冷點(diǎn)”長期困擾著天文學(xué)家(圖片來源:uux.cn美國國家航空航天局)
(神秘的地球uux.cn)據(jù)美國太空網(wǎng)(保羅·薩特):來自年輕宇宙的剩余光有一個(gè)主要缺陷,我們不知道如何修復(fù)它。為什微波那就是宇宙深圳福田高級資源外圍大學(xué)生上門vx《189-4143》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)冷點(diǎn)。它太大太冷了。背景天文學(xué)家不確定它是個(gè)巨什么,但他們大多認(rèn)為它值得研究。大長
宇宙微波背景(CMB)是期困在我們的宇宙只有38萬年的時(shí)候產(chǎn)生的。當(dāng)時(shí),天文我們的冷點(diǎn)宇宙比今天小大約一百萬倍,溫度超過10000開氏度(17500華氏度,為什微波或9700攝氏度),宇宙這意味著所有的背景氣體都是等離子體。隨著宇宙的個(gè)巨膨脹,它冷卻了,大長等離子體變成了中性。期困在這個(gè)過程中,深圳福田高級資源外圍大學(xué)生上門vx《189-4143》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)它釋放出一股熾熱的白光。自那以后的數(shù)十億年里,這種光已經(jīng)冷卻并拉伸到大約3開爾文(零下454華氏度,或零下270攝氏度)的溫度,使這種輻射牢牢地處于電磁光譜的微波波段。
CMB幾乎是完全均勻的,但溫度差異很小,約為百萬分之一,而這些看起來像各種形狀和大小的斑點(diǎn)的缺陷是它最吸引人的部分。我們無法準(zhǔn)確預(yù)測波動會是什么,哪些確切的斑點(diǎn)會是冷的,哪些斑點(diǎn)會是熱的。這是因?yàn)槲覀兛吹降墓鈦碜杂钪娴囊徊糠郑F(xiàn)在它被拉離了可觀察的視野。
這意味著我們必須依靠統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來了解CMB。我們不能說哪里會出現(xiàn)什么斑點(diǎn);我們只能用物理學(xué)來了解斑點(diǎn)的平均大小,以及它們的平均溫度。
寒冷的地方
招商銀行的一切都很好。我們了解斑點(diǎn)的來源,幾十年來,我們建造了越來越精細(xì)的望遠(yuǎn)鏡和衛(wèi)星,以獲得更好的外觀。事實(shí)上,CMB的探測和測量是科學(xué)界最大的成功案例之一。
然后是冷點(diǎn)。
現(xiàn)在招商銀行有很多冷點(diǎn)。但有一個(gè)——冷點(diǎn)——很突出。它甚至在視覺上脫穎而出。如果你看一張CMB的地圖——整個(gè)天空被壓縮成一個(gè)奇怪的、模糊的橢圓形——它是向下的,稍微向右。在天空中,它朝著波江座的方向。
寒冷的地方冷得出奇。根據(jù)你如何定義冷斑的邊緣,它比平均溫度低約70微開,而普通冷斑的平均溫度僅比平均溫度高18微開。在它的最深處,它比平均溫度低140毫開爾文。
它也很大——大約5度寬,聽起來不算多,但大約有10個(gè)滿月并排排列。CMB上的平均點(diǎn)不到1度。所以它不僅冷得出奇,而且大得出奇。
這就是事情變得棘手的地方。很容易看到冷點(diǎn)。天文學(xué)家在21世紀(jì)初首次用美國國家航空航天局的威爾金森微波各向異性探測器發(fā)現(xiàn)了它,歐洲航天局的普朗克衛(wèi)星證實(shí)了這個(gè)冷點(diǎn)的存在。所以這不僅僅是儀器的僥幸、測量誤差或某種奇怪的外來干擾——這是真實(shí)的。
這引出了另一個(gè)問題:我們在乎嗎?
我們不能確定CMB上的斑點(diǎn)會出現(xiàn)在哪里;我們只得到統(tǒng)計(jì)信息。關(guān)于這一點(diǎn),人們有很多爭論,但普遍的共識是,是的,我們不應(yīng)該因?yàn)榕既坏臋C(jī)會而合理地期望冷點(diǎn)如此之大如此之冷,基于我們對早期宇宙物理的理解,這太離譜了。
是的,隨機(jī)的大而冷的斑點(diǎn)應(yīng)該偶爾出現(xiàn),但我們在純粹的隨機(jī)機(jī)會中只看到一個(gè)的機(jī)會不到1%(可能會低得多,這取決于你問誰)。所以,盡管我們可以說我們非常不走運(yùn),得了感冒,但這已經(jīng)足夠罕見了,需要更多的關(guān)注。
所以這不是一個(gè)測量誤差,也可能不是隨機(jī)的機(jī)會。那是什么?

天空地圖顯示了宇宙微波背景(CMB),這是早期宇宙時(shí)期的殘余,當(dāng)時(shí)這種丟失的暗物質(zhì)可能已經(jīng)存在。(圖片來源:uux.cn©歐空局和普朗克合作組織)
熱議
對冷點(diǎn)奇怪性質(zhì)的有利解釋是,這是由于我們和CMB之間有一個(gè)巨大的宇宙空隙。宇宙空洞是幾乎什么都沒有的大塊。但是,盡管它們是虛無的,但它們確實(shí)會影響CMB的光,這是因?yàn)榭斩凑谶M(jìn)化。
當(dāng)來自CMB的光首次進(jìn)入空隙時(shí),當(dāng)它從高密度環(huán)境過渡到低密度環(huán)境時(shí),會獲得一點(diǎn)能量。在一個(gè)完全靜止的宇宙中,當(dāng)光從另一邊射出時(shí),它會損失等量的能量。但由于空隙在變化,當(dāng)光第一次進(jìn)入時(shí),空隙可能相對較小且較淺,當(dāng)它離開時(shí),空隙較大且較深。
這導(dǎo)致穿過空隙的CMB光的整體能量損失,這一過程被稱為綜合Sachs-Wolfe效應(yīng)。
因此,一個(gè)巨大的空洞可能會解釋冷點(diǎn),但有一個(gè)問題:我們不確定在那個(gè)方向上是否真的有巨大的空洞。我們在天空的這一部分有地圖和星系調(diào)查,但在某些方面都是不完整的;它們要么沒有捕捉到每個(gè)星系,要么沒有覆蓋整個(gè)所謂的空隙。因此,這在文獻(xiàn)中也有著重要的反復(fù),一些團(tuán)體聲稱自己發(fā)現(xiàn)了一個(gè)超級虛空,而另一些團(tuán)體則表示那里沒有什么特別之處。
此外,即使在那個(gè)方向上有一個(gè)超級空洞,也不清楚它是否會產(chǎn)生足夠強(qiáng)的效果來產(chǎn)生我們所看到的冷點(diǎn)。
這種模糊性為一些開箱即用的建議留下了空間,比如認(rèn)為冷點(diǎn)是我們的宇宙和相鄰宇宙之間的殘余交點(diǎn)。但即使是這一假設(shè)也無法解釋冷斑的所有特性。
冷點(diǎn)會使宇宙大爆炸失效嗎?絕對不是。它值得研究嗎?幾乎可以肯定。我們會最終弄清楚它是什么嗎?也許不是。
科學(xué)就是這樣。它從來都不是完美的,有些理論總是有一些小刺。有時(shí),這些刺會開花,揭示出新的TK種類,有時(shí),隨著科學(xué)家慢慢地研究,這些刺就會枯萎,有時(shí),它們只是坐在那里,從未完全解決,從未完全回答,但從未上升到需要更多關(guān)注的程度。
無論哪種方式我都可以。為什么?因?yàn)樵谶@個(gè)宇宙中沒有什么是完美的,甚至我們對它的描述也是如此。
